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Java线性表代码 线性表的定义和基本操作的代码实现( 六 )

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几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的 。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记 。操作这些原始数据类型数据的字节码(指令)本身就已经指出了操作数的数据类型,例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加,其操作数类型别是int、long、float和double 。虚拟机没有给boolean(布尔)类型设置单独的指令 。boolean型的数据是由integer指令,包括integer返回来处理的 。boolean型的数组则是用byte数组来处理的 。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数 。不支持IEEE格式的较旧的计算机,在运行Java数值计算程序时,可能会非常慢 。
虚拟机支持的其它数据类型包括:
object//对一个Javaobject(对象)的4字节引用
returnAddress//4字节,用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令
注:Java数组被当作object处理 。
虚拟机的规范对于object内部的结构没有任何特殊的要求 。在Sun公司的实现中,对object的引用是一个句柄,其中包含一对指针:一个指针指向该object的方法表,另一个指向该object的数据 。用Java虚拟机的字节码表示的程序应该遵守类型规定 。Java虚拟机的实现应拒绝执行违反了类型规定的字节码程序 。Java虚拟机由于字节码定义的限制似乎只能运行于32位地址空间的机器上 。但是可以创建一个Java虚拟机,它自动地把字节码转换成64位的形式 。从Java虚拟机支持的数据类型可以看出,Java对数据类型的内部格式进行了严格规定,这样使得各种Java虚拟机的实现对数据的解释是相同的,从而保证了Java的与平台无关性和可
移植性 。
二、Java虚拟机体系结构
Java虚拟机由五个部分组成:一组指令集、一组寄存器、一个栈、一个无用单元收集堆(Garbage-collected-heap)、一个方法区域 。这五部分是Java虚拟机的逻辑成份,不依赖任何实现技术或组织方式,但它们的功能必须在真实机器上以某种方式实现 。
1.Java指令集
Java虚拟机支持大约248个字节码 。每个字节码执行一种基本的CPU运算,例如,把一个整数加到寄存器,子程序转移等 。Java指令集相当于Java程序的汇编语言 。
Java指令集中的指令包含一个单字节的操作符,用于指定要执行的操作,还有0个或多个操作数,提供操作所需的参数或数据 。许多指令没有操作数,仅由一个单字节的操作符构成 。
虚拟机的内层循环的执行过程如下:
do{
取一个操作符字节;
根据操作符的值执行一个动作;
}while(程序未结束)
由于指令系统的简单性,使得虚拟机执行的过程十分简单,从而有利于提高执行的效率 。指令中操作数的数量和大小是由操作符决定的 。如果操作数比一个字节大,那么它存储的顺序是高位字节优先 。例如,一个16位的参数存放时占用两个字节,其值为:
第一个字节*256+第二个字节字节码指令流一般只是字节对齐的 。指令tabltch和lookup是例外,在这两条指令内部要求强制的4字节边界对齐 。
2.寄存器
Java虚拟机的寄存器用于保存机器的运行状态,与微处理器中的某些专用寄存器类似 。
Java虚拟机的寄存器有四种:
pc:Java程序计数器 。
optop:指向操作数栈顶端的指针 。
frame:指向当前执行方法的执行环境的指针 。
vars:指向当前执行方法的局部变量区第一个变量的指针 。
Java虚拟机
Java虚拟机是栈式的,它不定义或使用寄存器来传递或接受参数,其目的是为了保证指令集的简洁性和实现时的高效性(特别是对于寄存器数目不多的处理器) 。
所有寄存器都是32位的 。
3.栈
Java虚拟机的栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区 。
(1)局部变量区

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